Ca. General de Aceros | aing 03

03

SAE 4140Acero ingeniera

de alta resistencia

Ca. General de Aceros | aing 03

Ace

ro S

AE 4

140 ACERO SAE 4140

DIN 42 Cr Mo 4UNI 40CD4SAE 4140AFNOR 42 CD 4

CARACTERSTICAS DE EMPLEO

Es un acero de temple en aceite de medio carbono aleado al cromomolibdeno de buena penetracin de temple y con buenas caractersticas de estabilidad en caliente hasta 400C sin fragilidad de revenido, muy verstil y apto para esfuerzos de fatiga y torsin en secciones pequeas y medianas. Puede ser endurecido superficialmente por temple directo (a la llama o por induccin), obteniendo durezas de 5762 Rockwell C. Generalmente se entrega en estado bonificado (con dureza entre 28 a 32 HRC).

PROPIEDADES FSICAS

Estos valores son obtenidos a partir de probetas bajo condiciones especficas de laboratorio y deben ser usados como referencia.

Densidad 7.85 gr/cm3.

Mdulo de elasticidad 2.1 x 1011 Pa

Coeficiente de Dilatacin / C 20 a 100C = 12.3 x 106 20 a 200C = 12.7 x 106 20 a 400C = 13.7 x 106 20 a 600C = 14.5 x 106

Conductividad trmica W/m C. 20 a 100C = 42.7 20 a 200C = 42.3 20 a 400C = 37.7 20 a 600C = 33.1

Calor especfico (J/kg/C):20 a 200C = 473

20 a 400C = 519 20 a 600C = 561

Coeficiente de Poisson 0,3

Resistividad elctrica (microhmcm): 20C = 0.22

20 a 100C = 0.26 20 a 200C = 0.33 20 a 400C = 0.4820 a 600C = 0.65

COMPOSICIN QUMICA C % Mn % P mx. % S mx. % Si % Cr % Mo %

Anlisis tpico en %0.380.43

0.75 1.0

0.035 0.040.20.35

0.801.10

0.150.25

PROPIEDADES MECNICAS A TEMPERATURA AMBIENTE

Estado de SuministroResistencia a la Traccin MPa

Limite elstico MPa

Alargamiento %

Reduccinde rea %

DurezaBrinell aprox.

Laminado en Caliente 588 690 392 22 50 210 240

Calibrado 690 785 589 14 40 240 260

Bonificado 850 981 67 14 47 260 320

Nota: Estas propiedades mecnicas son tomadas sobre redondos de 25mm.Para mayores o menores dimensiones hay que considerar el efecto de masa.

BANDA DE TEMPLABILIDAD

BANDA DE TEMPLABILIDAD PARA EL ACERO 4140

Distancia desdeel extremo templado Dureza, HRC

Distancia desdeel extremo templado Dureza, HRC

1/16 in mm Mx. Mn. 1/16 in mm Mx. Mn.

1 1.58 60 53 13 20.54 55 38

2 3.16 60 53 14 22.12 54 37

3 4.74 60 52 15 23.70 54 36

4 6.32 59 51 16 25.28 53 35

5 7.90 59 51 18 28.44 52 34

6 9.48 58 50 20 31.60 51 33

7 11.06 58 48 22 34.76 49 33

8 12.64 57 47 24 37.92 48 32

9 14.22 57 44 26 41.08 47 32

10 15.80 56 42 28 44.24 46 31

11 17.38 56 40 30 47.40 45 31

12 18.96 55 39 32 50.56 44 30

TRATAMIENTOS TRMICOS

TRATAMIENTO TRMICO TEMPERATURA C MEDIO DE ENFRIAMIENTO

Forja 850 1100 Ceniza arena seca

Normalizado 850 870 Aire

Recocido globular 750 Horno

Recocido subcritico 680 720 Horno

Temple 830 850 Aceite

Revenido 500 650 Aire

Dimetro crtico: Dimensiones mximas en las que se consigue un temple aceptable en el centro de la pieza:70mm de dimetro con enfriamiento en agua45mm de dimetro con enfriamiento en aceite

Curva de Templabilidad70

60

50

40

30

20

0 4 8 12 16 20 24 28 32

Distancia desde el extremo templado, 1/16 pulgadas

Dure

za H

RC

PROPIEDADES MECNICAS A TEMPERATURA AMBIENTE / TEMPLADO EN ACEITE Y REVENIDO

Temperatura de revenido (C) 205 315 425 540 650

Resistencia a la traccin (Mpa) 1772 1551 1248 951 758

Punto de fluencia (Mpa) 1641 1434 1138 834 655

% de Elongacin (en 50mm) 8 9 13 18 22

% de Reduccin de rea 38 43 49 58 63

Dureza Brinell 510 445 370 285 230

EFECTO MASA SOBRE LA DUREZA

DUREZA Vs. TAMAO DE LA SECCIN EN ESTADO BONIFICADO

Dimetro en mm 12.7 25.4 50.8 101.6

Dureza Brinell 302 302 285 241

CONFORMABILIDAD

La temperatura de forja recomendada est en el rango entre 1090 y 1210C finalizando con una temperatura no inferior a 980C. Despus de la forja se recomienda enfriamiento lento.

SOLDABILIDAD

SAE 4140 es soldable por cualquier proceso de soldadura utilizado normalmente. Para espesores superiores a 12.7 mm, realizar precalentamiento y una temperatura entre pases de 200 a 260C. Entre 12.7 y 50 mm incremente el precalentamiento a 310 a 370C. Electrodo manual revestido AWS E 12018 o AWS E 9018 B3 son frecuentemente usados para proceso de soldadura de arco elctrico (SMAW).

APLICACIONES

Se utiliza generalmente en estado bonificado a una resistencia a la traccin entre 900 y 1000 N/mm2, en los siguientes campos:a. Industria automotriz: Engranajes, ejes, cigeales, cilindros de motores, bielas, rotores. b. Partes para maquinaria: rboles para turbinas a vapor, ejes traseros, barras de conexin, ejes reductores, esprragos, tuercas y tornillos de alta resistencia en plantas que trabajan a temperaturas de 150 y 300C como calderas, partes de bombas, ejes para vstagos con acabado de rectificado y bruido con proteccin de cromo duro.c. Piezas forjadas: Llaves de mano, destornilladores.d. Industria petrolera: Taladros, brocas, barrenos, cuerpos de escariadores, vstagos de pistn.

MAQUINABILIDAD

Los ejes acabados en fro con estructura ferrtica y perltica (187 229 brinell) tienen una maquinabilidad de aproximadamente el 65% con referencia al acero 12L14. Este acero presenta un excelente acabado superficial despus de mecanizado en estado bonificado, para parmetros de mecanizado de referencia ver tabla en la ficha del acero SAE 4340.

ELA

BO

RA

CI

N M

AR

ZO D

E

007

BUCARAMANGACra. 14 No. 23 02 PBX: 6337 708/8323 Fax: 6332 779

MEDELLNCalle 32 No. 41 139 Itagi PBX: 3724 500/3738 111 Fax: 2776 088

www.cga.com.co - e-mail: aceros@cga.com.co

SUCURSALES C.G.A.

PRINCIPAL BOGOT D.C.Av. 68 No. 37B 51 Sur PBX: 7700 560 Fax: 7700 530/550

Call Center: 7700 590 Lnea de Servicio al Cliente: 7700 543

CALICra. 31A No. 15 59 Acopi Yumbo PBX: 6918 585 Call Center: 6918 586 Fax: 6658 593

BARRANQUILLAVa 40 No. 51 444 PBX: 3444 188/3720 222 Fax: 3443 328/3720 220

DIS

E

O: G

RA

FIS

MO

DIG

ITA

L